(57)【要約】【課題】溶接部裏側面の不連続な面を肉盛により形状を改善した後、その面に加熱処理を行うことにより、溶接部の施工面および裏面に過大な引張残留応力が発生することを防ぎ、耐応力腐食割れ性を向上させる。【解決手段】溶接部の施工面または裏面を加熱処理して応力腐食割れの発生を予防する方法において、溶接部の施工面、施工裏面の不連続部に肉盛溶接して形状を改善し、その後溶接部の施工面または施工裏面を加熱装置で所定温度まで加熱し冷却することにより材質改善処理を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物の施工面または施工裏面を加熱処理して応力腐食割れの発生を予防する方法において、
溶接部の施工面または施工裏面の不連続部を肉盛溶接して形状を改善し、その後施工面または施工裏面を加熱装置で所定温度まで加熱し冷却することにより材質改善処理を行うことを特徴とする応力腐食割れ発生予防方法。
【請求項２】
被溶接物の表面に割れがある場合、割れを削って除去した後、当該除去部分を溶接金属で埋め、不連続な形状の改善をすることを特徴とする請求項１記載の応力腐食割れ発生予防方法。
【請求項３】
被溶接物の表面に割れがある場合、割れ全体または割れの一部を溶接で溶融して溶接金属で覆い、不連続な形状を改善することを特徴とする請求項１記載の応力腐食割れ発生予防方法。
【請求項４】
溶接により形成された不連続部に対し、磨きまたは削りにより形状改善を行うことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の応力腐食割れ発生予防方法。
【請求項５】
割れ補修溶接後形成された不連続部に対し、磨きまたは削りにより形状改善を行うことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の応力腐食割れ発生予防方法。
【請求項６】
前記加熱処理をした後に磨いて、施工表面の残留応力を改善することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の応力腐食割れ発生予防方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、応力腐食割れ発生予防方法に係り、特に溶接部の施工面または裏面から加熱して材質改善処理を行うようにした応力腐食割れ発生予防方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、溶接部の応力腐食割れ発生予防方法として、以下の特許文献１ないし４に開示された方法が知られている。
以下、従来の応力腐食割れ発生予防方法について説明する。第１の従来技術は、特許文献１に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される溶接部近傍の熱影響部８に耐応力腐食割れ性を有するノーブルメタル合金を肉盛溶接することにより応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００３】
また、第２の従来技術は、特許文献２に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される部位の表面に、ディンプルまたは縦溝を有する球形粒子を音速以上の速度で打ちつけることで表面の組織を超微細化し、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００４】
さらに、第３の従来技術は、特許文献３に記載のように、応力腐食割れ発生の可能性が予測される部位の表面に研削砥石を当接し、この研削砥石の周速度を３００ｍ／分以下に選定して研削加工を施すことにより、材料表面に圧縮残留応力を生成させて、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００５】
またさらに、第４の従来技術は、特許文献４に記載のように、オーステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れ発生の可能性が予測される溶接部に溝加工を施して裏面を冷却しながらその溝を埋めるように肉盛溶接を行うようにしたもので、肉盛溶接面の材質改善を行い、裏面の残留応力を低減させることにより、応力腐食割れの発生を予防するというものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２４８８８号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
特開平８−１５１４号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開平７−２８４９７８号公報（第３−４頁、図３、６）
【特許文献４】
特開平５−７７０８２号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１、２、３に記載された発明は、いずれも溶接部の施工面または裏面のいずれかの面に耐応力腐食割れ性に優れた材料を肉盛溶接するか超微細化してその面の耐応力腐食割れ性を改善するものであり、溶接部の施工面および裏面両面の耐応力腐食割れ性を改善することはできない。また、特許文献４に記載された発明は、溶接部の施工面および施工裏面の両面の耐応力腐食割れ性を向上させることはできるものの、溶接部に新たに溝加工を必要とする欠点がある。
【０００８】
本発明は、溶接部裏側面の不連続な面を肉盛により形状を改善した後、その面に加熱処理を行うことにより、溶接部の施工面および施工裏面に過大な引張残留応力が発生することを防ぎ、耐応力腐食割れ性を向上させることのできる応力腐食割れ発生予防方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る応力腐食割れ発生予防方法の発明は、被溶接物の施工面または裏面を加熱処理して応力腐食割れの発生を予防する方法において、溶接部の施工面または施工裏面の不連続部に肉盛溶接して形状を改善し、その後溶接部の施工面または裏面を加熱装置で所定温度まで加熱し冷却することにより材質改善処理を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る応力腐食割れ発生予防方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図を通じて共通する部分には同一符号を付けて重複する説明は省略するものとする。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するために、溶接部近傍を断面で示す模式図である。
図１において、１ａ、１ｂは被溶接施工物としてのオーステナイト系ステンレス鋼製の配管であり、２はこの配管１ａ、１ｂを結合する溶接部、そして３は溶接部２近傍に形成された溶接熱影響部（以下、単に熱影響部という）である。通常、配管１ａ、１ｂを突き合わせ溶接する場合、図１で示すように管端部の肉厚（ｄ１）を他の部分の肉厚（ｄ２）よりも薄く加工し、しかも先端部に開先加工を施している。このため溶接部の施工面と反対側の面（施工裏面）となる管内面は管の肉厚の違いおよび溶接による裏波が形成される関係で、不連続部な凹凸面を呈している。
【００１２】
この不連続な形状が引張残留応力を高くしている要因と考えられており、しかも、熱影響部３はクロム炭化物が粒界に析出して応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織になっている。
【００１３】
そこで、本発明はこの不連続な形状を改善するために、まず内面（施工裏面）の凹凸面を別の溶接部材で肉盛（肉盛した部分を肉盛部４という）することによってほぼ平坦面にした後、その肉盛部４全体に加熱処理いわゆる脱鋭敏化処理を施すことにより、溶接部施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善するようにした。具体的には配管１ａ、１ｂ内面の肉盛部４に対してレーザ加熱装置５にて加熱し１０００℃に到達したあとは、空気中に放置して冷却した。
【００１４】
この結果、加熱された配管１ａ、１ｂの施工面である内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、施工裏面である外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な大きさにはならなかった。
【００１５】
このように、配管内面の不連続部を肉盛によって平坦な形状にした後、レーザ加熱装置５により加熱する脱鋭敏化処理を施すようにしたので、溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができる。
【００１６】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図である。
この実施の形態の場合、図２において、溶接部の施工表面に割れが発見されたため、その割れを取り除いてから補修溶接６を行い、さらに形状不連続を改善するために肉盛４を実施した。
【００１７】
その後、第１の実施の形態同様、レーザ加熱装置５にて配管１ａ、１ｂ内面の応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織となっている熱影響部３をレーザ加熱装置５にて加熱し１０００℃に到達したあとは、空気中に放置して冷却し、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００１８】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として，配管内外面すなわち溶接部の施工面および裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００１９】
（第３の実施の形態）
図３は本発明の第３の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図である。
この実施の形態の場合、図３において、溶接部の施工表面に割れ７が発見されたため、割れ７の上から補修溶接８を行い、さらに形状不連続を改善するために肉盛溶接４を実施した。
【００２０】
その後、第１の実施の形態同様、レーザ加熱装置５にて配管１ａ、１ｂ内面の応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織である熱影響部３を１０００℃以上に加熱し、その後空気中に放置して冷却し、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００２１】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として、配管内外面すなわち溶接部の施工面および裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００２２】
（第４の実施の形態）
図４は本発明の第４の実施の形態に係る応力腐食割れ発生予防方法を説明するための模式図であり、図４（Ａ）溶接後の状態を示す断面図、図４（Ｂ）は溶接部２内面の凹凸を削った後、レーザ加熱装置で加熱する状態を示す図である。
【００２３】
この実施の形態の場合、まず、図４（Ａ）に示すように開先を溶接する。その後、図４（Ｂ）のように、管１ａおよび１ｂの溶接部２内面の不連続な形状を改善するために裏波を研削加工により平坦にする。次にレーザ加熱装置５にて応力腐食割れ感受性を有する鋭敏化組織になっている熱影響部３を１０００℃以上に加熱し、その後空気中に放置して冷却することによって、熱影響部３の材質を耐応力腐食割れ性のある材質へ改善した。
【００２４】
この結果、配管１ａ、１ｂの加熱された内面は冷却後に収縮し、反対側の外面は内面の収縮によって収縮させられるため、内面は軸方向成分および周方向成分とも引張残留応力が低下し、一方、外面は軸方向成分および周方向成分とも圧縮残留応力が低下するように変化し、場合によっては引張残留応力が低下するように変化した。内面の引張残留応力は、形状の不連続を直したために過大な応力にはならなかった。
結果として、配管内外面すなわち溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善することができた。
【００２５】
なお、以上述べた各実施の形態は配管を溶接する場合の応力腐食割れ発生予防方法についてであるが、配管以外に容器や板を溶接する場合の応力腐食割れ発生予防方法にも適用することができることはいうまでもない。
また、以上述べた各実施の形態において、溶接部を加熱処理した後、さらに研磨加工して施工表面の残留応力を改善するようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶接部の施工面または施工裏面の不連続部の形状改善を行った後、その面を加熱して材質改善処理を施すようにしたので、溶接部の施工面および施工裏面の耐応力腐食割れ性を改善した応力腐食割れ発生予防方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明するための模式図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を説明するための模式図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を説明するための模式図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を説明するための模式図、（Ａ）は溶接後の状態を示す図、（Ｂ）は施工裏面を平坦にした後に加熱処理をする状態を示す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…配管、２…溶接部、３…溶接熱影響部、４…肉盛溶接部、５…レーザ加熱装置、６…補修溶接部、７…割れ、８…補修溶接部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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